Smart material kan göra flygresan billigare

2018-09-10 07:38  
Foto: Texas A&M University Newswire

I Texas jobbar forskare på ett nytt material som kan göra jetmotorer mer effektiva. De har kombinerat två heta teknikområden – minnesmetall och högentropi-legeringar.

Vid Texas A&M University säger man sig vara ”en ny klass av smarta material” på spåren. Upptäckten kan få jetmotorer att gå snålare. För att skapa materialet har forskarna kombinerat två heta teknikområden – minnesmetall och högentropi-legeringar.

Minnesmetall är legeringar som kan ändra form vid temperaturväxlingar, och forskarna vill använda lösningen för att minska avståndet mellan turbinbladen och höljet. En jetmotor är som mest effektiv när avståndet är som minst, men för att ta hänsyn till avvikande förhållanden måste en marginal lämnas. Med minnesmetall skulle jetmotorn kunna hålla det perfekta avståndet hela tiden och därmed prestera optimalt under alla förhållanden. Detta skulle ge en bränslebesparing. Forskarna tror också att minnesmetall kan bidra till att sänka motorljudet genom att justera storleken på dysan, det konformade utblåset.

Läs mer: Nasas nya plan kan flaxa med vingarna

Ett exempel på minnesmetall är Nitinol, en dyr metallegering av nickel och titan – som har förmågan att deformeras vid lägre temperaturer och sedan återta sin ursprungliga form vid upphettning. Men SMA (smart memory alloy) kan även kombinera koppar aluminium och nickel – eller sink, koppar och guld.

Problemet för forskarna i Texas var att de ekonomiskt hållbara minnesmetaller som fanns tillgängliga bara klarade av temperaturer upp till 400 grader Celsius. Guld och platina kan göra legeringar mer värmetåliga, men grundämnena avfärdades på grund av den höga kostnaden. Istället tittade forskarna på högentropi-legeringar, och de hittade ett fysiskt- och ekonomiskt hållbart alternativ genom att blanda nickel, titan, hafnium, zirkonium och palladium.

Klarar 700 grader

– När vi blandade de här ämnena i lika stora delar så upptäckte vi att materialen vi fått fram klarade av temperaturer som låg väl över 500 grader Celsius, och en fungerade vid 700 grader Celsius – detta utan guld eller platina. Det är en upptäckt. Det var också oväntat i och med att litteraturen anser något helt annat, säger Ibrahim Karaman, som leder arbetet vid A&M Universitys Department of Materials Science and Engineering till R&D Magazine.

Högentropi-legeringar är hett stoff även i Sverige. Just nu samarbetar Sandviken med KTH för att hitta ersättare till skadliga bindmetaller som kobolt inom stålproduktionen. Med hjälp av kvantmekanik har forskarna att studerat högentropi-legeringar ner på atomnivå. På samma sätt måste forskarna vid A&M University nu få förståelse för hur deras egna legeringar fungerar. 

– Det som gör mig uppspelt är att vi bara har skrapat på ytan till något nytt som inte bara kan öppna upp ett helt nytt forskningsområde – utan också möjliggöra ny teknik, säger Ibrahim Karaman.

John Edgren

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt